刀具預調測量儀關鍵技術的研究.pdf

1、刀具預調測量儀是數(shù)控機床及加工中心的必要設備。隨著我國數(shù)控機床、加工中心的應用日益普及, 能夠對刀具參數(shù)快速準確測量的刀具預調測量儀的需求也日益增加。而國內生產的刀具預調測量儀主要是光學投影式，依靠人眼瞄準進行測量，不但測量速度慢而且還會帶來主觀誤差，嚴重影響生產效率。而國外生產的光電式刀具預調測量儀不但能夠自動識別刀具切削點進行測量，還能測量刀具的角度、圓弧半徑等參數(shù)，并帶有可與加工設備通信的接口，可將測量結果直接傳到加工設備中。

2、 由于光電式刀具測量儀具有自動化程度高、測量參數(shù)多樣化等優(yōu)點，近幾年來國內廠家也紛紛研制，但目前為止形成產品的并不多見。本課題研究的關鍵技術，就是把傳統(tǒng)的光學投影式刀具預調測量儀改造成光電式刀具預調測量儀，實現(xiàn)光電式刀具預調測量儀的國產化。光電式刀具預調測量儀是以圖像視覺測量為基礎，是集光學、機械、電子、計算機、精密測量技術于一體的刀具參數(shù)測量儀器，能夠迅速對數(shù)控加工所需的刀具尺寸進行測量。本研究主要完成以下工作： 1. 對

3、刀具預調測量儀總體結構進行設計，分析了刀具預調測量儀系統(tǒng)的各部分組成、各組成部分的作用以及它們之間的關系，指出了儀器各組成部分的具體要求。在原有的刀具預調測量儀系統(tǒng)基礎上進行設計改造，安裝了二維CMOS數(shù)字攝像機，根據儀器精度要求完成了成像鏡頭的設計，位移檢測設備的選型,對照明系統(tǒng)進行了改造。 2. 對圖像預處理算法進行了研究，主要包括：彩色圖像灰度化算法，各種濾波算法。 3. 對刀具特征點提取相關的算法進行了研究。詳細

4、討論了圖像分割算法以及亞像素邊緣點提取算法。并將不同的濾波算法和亞像素提取算法相結合進行了亞像素提取實驗研究。提出了一種亞像素邊緣點提取方法——通過閾值分割結合邊緣微分確定像素級邊緣，再利用多項式擬合法提取亞像素邊緣。 4. 研究了數(shù)字攝像機標定理論完成了刀具預調測量儀標定方法的設計，提出了一種適合本系統(tǒng)的標定模型。深入研究了調焦評價函數(shù)，并提出了一種基于邊緣寬度的調焦評價方法。 5. 通過VC++軟件技術解決了刀形實時